KR100797779B1 - 조력발전소 수차구조물 및 수문구조물의 어도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조력발전소의 수차구조물과 수문구조물의 각 유닛 사이에 형성되는 중간벽체에 공기단축 및 콘크리트 타설량을 줄여 건설비용을 절감하도록 형성되는 해수 속채움 구역을 통해 해수 측과 호수 측으로 연통하는 어도를 형성하여 어류가 이를 통해 해수 측과 호수 측으로 드나들 수 있도록 하고, 동시에 어도를 어류의 유영특성에 따라 구분되게 복수로 형성하여 많은 종류의 어류가 자연스럽게 드나들 수 있도록 어류이동확률을 높일 수 있도록 하여 환경친화적인 조력발전소를 제공하는 것으로, 수차구조물과 수문구조물의 각 유닛을 구성하는 중간벽체에 공기단축 및 콘크리트 타설량을 줄이기 위해 일정 공간으로 구획 형성되어 해수를 채우는 해수 속채움 구역을 형성하고, 상기 중간벽체의 전,후를 통해 형성되고 해수 속채움 구역과 연통되어 해수 측과 호수 측의 해수를 유통시켜 해수 측과 호수 측의 어류가 드나들 수 있도록 하는 제 1어도 및 제 2어도를 형성한 것을 특징으로 한다.
어도, 수차구조물, 수문구조물, 속채움, 해수

Description

조력발전소 수차구조물 및 수문구조물의 어도{Fish Way of Turbine Structure and Gate Structure for Tidal Power Plant}
도 1은 본 발명의 실시 예로, 수차구조물 및 수문구조물이 설치되는 전체 조력발전소 시스템의 설치 및 배치 상태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 조력발전소용 수차구조물의 일부를 예시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 조력발전소용 수차구조물의 일부를 수평으로 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다.
도 5는 본 발명의 조력발전소용 수문구조물의 일부를 예시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 조력발전소용 수문구조물을 수평으로 절단한 단면도이다.
도 7은 도 6의 B-B선 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 조력발전소 20 : 수차구조물
21, 51 : 기층부 22, 52 : 중간벽체
23 : 흡출관 24 : 수차발전기
25, 55 : 해수 속채움 구역 26, 56 : 제 1어도
27, 57 : 제 2어도 28, 58 : 월담
53 : 도수관 54 : 수문
80 : 연결구조물 90 : 수차구조물 날개벽
100 : 수문구조물 날개벽 W : 해수 측
L : 호수 측
본 발명은 조력발전소에 관한 것으로, 특히 수차구조물과 수문구조물을 통해 어류가 드나들 수 있는 어도를 형성하여 환경친화적인 조력발전소의 수차구조물 및 수문구조물의 어도에 관한 것이다.
조력(潮力)발전은 외해와 호수의 수위 차를 이용하는 원리로 우리나라 서해안의 시화호, 새만금, 가로림만, 천수만 등에서처럼 연안의 매립이나 간척지 개발에 의해 형성되는 호수의 경우에서와 같이, 방조제를 중심으로 외해 수위는 관리수위를 기준으로 시간에 따라 상하로 수 m씩 변화하고, 반면에 호수 내에서는 관리수위 이하로 유지되어야 하기 때문에 발전시 외해 수위가 높고 호수의 수위가 낮게 유지되는 창조식 발전이다.
이러한 조력발전소를 구성하는 수차구조물과 수문구조물은 어류의 이동을 막게 된다.
일반적으로 모든 어류는 서식지 내에서도 산란 및 먹이포획을 위해 이동하는 데 이는 소규모 이동으로 국지회유라 하며, 산란을 위해 먼 거리를 회유하는 경우도 있다. 이러한 어류의 이동은 근래에 많이 축조된 구조물들에 의해 막히게 된다.
근래에는 보나 댐을 축조할 때 반드시 어도를 설치하도록 법으로 정해져 있으나, 잘못된 구조의 어도가 설치되거나 설치된 후에 제 기능을 발휘하도록 항시 보수하면서 관리되지 않아 오히려 죽음의 장소로 변하는 경우가 있어 문제시되고 있다.
특히 육지와 바다를 가로막는 조력발전소의 경우, 조력발전소 전체 구조물에 대하여 1개소 정도의 단순한 형태의 어도를 설치하는 경우가 있기는 하지만, 다양하고 많은 어종 및 어류의 유영특성을 고려하는 어도를 설치하는 기술은 없었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 본 발명의 주된 목적은, 조력발전소의 수차구조물과 수문구조물의 각 유닛 사이에 형성되는 중간벽체에 공기단축 및 콘크리트 타설량을 줄여 건설비용을 절감하도록 형성되는 해수 속채움 구역을 통해 해수 측과 호수 측으로 연통하는 어도를 형성하여 어류가 이를 통해 해수 측과 호수 측으로 드나들 수 있도록 하여 환경친화적인 조력발전소를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 중간벽체에 형성되는 해수 속채움 구역과 연결되는 어도를 어류의 유영특성(遊泳特性)에 따라 구분되게 복수로 형성하여 많은 종류의 어류가 자연스럽게 드나들 수 있도록 어류이동확률을 높일 수 있도록 하는 조력발전소를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 조력발전소의 각 유닛으로 하여 구축되는 수차구조물과 수문구조물에 있어서, 상기 수차구조물과 수문구조물의 각 유닛을 구성하는 중간벽체에 공기단축 및 콘크리트 타설량을 줄이기 위해 일정 공간으로 구획 형성되어 해수를 채우는 해수 속채움 구역과, 상기 중간벽체의 전, 후를 통해 형성되고 해수 속채움 구역과 연통되어 해수 측과 호수 측의 해수를 유통시켜 해수 측과 호수 측의 어류가 드나들 수 있도록 하는 제 1어도 및 제 2어도를 형성한 것을 특징으로 한다.
상기 중간벽체에 형성된 제 1어도 및 제 2어도는 어류의 유영특성에 따라 중간벽체의 수직방향으로 하여 일정간격을 두고 복수로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 중간벽체에 형성된 제 1어도 및 제 2어도의 내부에는 유영하는 어류의 임시휴식 및 피난처를 제공하는 월담을 일정 간격으로 배치한 것을 특징으로 한다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 1실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아 니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예로, 수차구조물 및 수문구조물이 설치되는 전체 조력발전소 시스템의 설치 및 배치 상태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도시된 바와 같이 조수간만의 차이가 적절한 조력발전소 건설지에서 호수(L)와 해수(W)와의 사이에 조력발전소(10)를 설치하면서, 주변의 공원부지와 육지와의 사이에 다수의 유닛으로 이루어진 수차구조물(20)과 수문구조물(50) 및 그 사이에 연결구조물(80)을 설치하여 해양관광기능, 접근도로기능, 발전소기능 등이 함께 공존하는 자연 친화형 창조식 조력발전소이다. 도면 중 설명부호 90은 최외측의 수차구조물(20)과 연결되는 수차구조물 날개벽이고, 설명부호 100은 최외측의 수문구조물(50)과 연결되는 수문구조물 날개벽을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 조력발전소용 수차구조물의 일부를 예시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 조력발전소용 수차구조물의 일부를 수평으로 절단한 단면도이며, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도를 도시한 것이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 수차구조물(20)은 해저암반부의 하측을 지면부로 하여 구성되는 기층부(21)와, 이 기층부(21)를 통해 수직으로 세워진 중간벽체(22)가 설치되고 이 중간벽체(22)의 상부는 도시생략된 상판에 의해 폐쇄되어 내부로 흡출관(23)이 형성되고 수차발전기(24)가 배치되어 외해(해수)와 호수의 수위 차를 이용하는 원리에 의해 상기 수차발전기(24)가 가동하여 전력을 생산하게 된다.
상기와 같이 수차구조물(20)에는 여러 대의 수차발전기(24)가 중간벽체(22)의 구축물을 통해 각 유닛으로 배치되어 운용되고 있다.
본 발명은 상기 중간벽체(22)를 통해 어류가 해수(W) 측과 호수(L) 측으로 드나들 수 있도록 하는 것으로, 상기 중간벽체(22)에 공기단축 및 콘크리트 타설량을 줄이기 위해 일정 공간으로 구획 형성되어 해수를 채우는 해수 속채움 구역(25)을 형성하고, 이 중간벽체(22)의 해수(W) 측과 호수(L) 측의 전, 후를 통해 형성되고 상기 해수 속채움 구역(25)과 연통되어 해수(W) 측과 호수(L) 측의 해수를 유통시켜 어류가 드나들 수 있도록 하는 제 1어도(26) 및 제 2어도(27)가 형성되어 구성된 것이다.
상기와 같이 중간벽체(22)에 형성된 제 1어도(26) 및 제 2어도(27)는 어류의 유영특성에 따라 어류가 제 1어도(26) 및 제 2어도(27)를 통해 유영할 수 있도록 중간벽체(22)의 수직방향으로 하여 일정간격을 두고 복수로 형성할 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 중간벽체(22)의 구조 강성을 고려하여 중간벽체(22)에 1개씩의 어도를 형성하되, 제 1어도(26) 및 제 2어도(27)의 위치를 상, 중, 하로 달리하여 어류의 유영특성에 대응할 수 있다.
또한, 상기 중간벽체(22)에 형성된 제 1어도(26) 및 제 2어도(27)의 내부에는 유영하는 어류의 임시휴식 및 피난처를 제공하는 월담(28)을 일정 간격으로 다수 배치하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 조력발전소용 수문구조물의 일부를 예시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 조력발전소용 수문구조물을 수평으로 절단한 단면도이며, 도 7은 도 6의 B-B선 단면도를 도시한 것이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 수문구조물(50)은 해저암반부의 하측을 지면부로 하여 구성되는 기층부(51)와, 이 기층부(51)를 통해 수직으로 세워진 중간벽체(52)가 설치되고 이 중간벽체(52)의 상부는 도시생략된 상판에 의해 폐쇄되어 내부로 도수관(53)이 형성되고 수문(54)을 통해 조수 간만의 차이에 의해 호수(L) 측의 해수가 해수(W) 측으로 빠져나가게 된다.
상기와 같이 수문구조물(50)에는 여러 대의 수문(54)이 중간벽체(52)의 구축물을 통해 각 유닛으로 배치되어 운용되고 있다.
본 발명은 상기 중간벽체(52)를 통해 어류가 해수(W) 측과 호수(L) 측으로 드나들 수 있도록 하는 것으로, 상기 중간벽체(52)에 공기단축 및 콘크리트 타설량을 줄이기 위해 일정 공간으로 구획 형성되어 해수를 채우는 해수 속채움 구역(55)을 형성하고, 이 중간벽체(52)의 해수(W) 측과 호수(L) 측의 전, 후를 통해 형성되고 상기 해수 속채움 구역(55)과 연통되어 해수(W) 측과 호수(L) 측의 해수를 유통시켜 어류가 드나들 수 있도록 하는 제 1어도(56) 및 제 2어도(57)가 형성되어 구성된 것이다.
상기와 같이 중간벽체(52)에 형성된 제 1어도(56) 및 제 2어도(57)는 어류의 유영특성에 따라 어류가 제 1어도(56) 및 제 2어도(57)를 통해 유영할 수 있도록 중간벽체(52)의 수직방향으로 하여 일정간격을 두고 복수로 형성할 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 중간벽체(52)의 구조 강성을 고려하여 중간벽체(52)에 1개씩의 어도를 형성하되, 제 1어도(56) 및 제 2어도(57)의 위치를 상, 중, 하로 달리하 여 어류의 유영특성에 대응할 수 있다.
또한, 상기 중간벽체(52)에 형성된 제 1어도(56) 및 제 2어도(57)의 내부에는 유영하는 어류의 임시휴식 및 피난처를 제공하는 월담(58)을 일정 간격으로 다수 배치하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 조력발전소(10)는 외해의 해수(W) 측과 호수(L)의 수위 차를 이용하여 수차구조물(20)의 수차발전기(24)를 통해 전력을 생산하고 호수(L) 측의 해수가 수문구조물(50)의 수문(54)을 통해 다시 해수(W) 측으로 이동하게 되며, 이러한 과정이 주기적으로 반복되면서 조력발전을 하게 된다.
한편, 어류는 수차구조물(20)과 수문구조물(50)의 중간벽체(22)(52)에 형성된 해수 속채움 구역(25)(55)과 제 1어도(26)(56)와 제 2어도(27)(57)를 통해 해수(W) 측 또는 호수(L) 측으로 드나들게 된다.
각종 어류는 유영특성에 따라 중간벽체(22)(52)에 상, 중, 하로 형성된 제 1어도(26)(56)와 제 2어도(27)(57)를 택일적으로 선택하여 드나들 수 있음으로써 다양한 어종의 자유로운 이동을 보장할 수 있는 것이다.
또한, 어류는 제 1어도(26)(56)와 제 2어도(27)(57)에 형성된 월담(28)(58)을 통해 이동중 휴식 또는 피난처로 이용될 수 있으며, 더욱이 해수 속채움 구역(25)(55)의 넓은 공간에서 휴식 및 피난을 할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 조력발전소의 수차구조물 및 수문구조물의 어도에 의하면, 수차구조물과 수문구조물의 각 유닛 사이에 형성되는 중간벽 체에 공기단축 및 콘크리트 타설량을 줄여 건설비용을 절감하도록 형성되는 해수 속채움 구역을 통해 해수 측과 호수 측으로 연통하는 어도를 형성하여 어류가 이를 통해 해수 측과 호수 측으로 드나들 수 있도록 하여 환경친화적인 조력발전소를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 중간벽체에 형성되는 해수 속채움 구역과 연결되는 어도를 어류의 유영특성에 따라 구분되게 복수로 형성하여 많은 종류의 어류가 자연스럽게 드나들 수 있도록 어류이동확률을 높일 수 있도록 하는 조력발전소를 제공하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 조력발전소의 각 유닛으로 하여 구축되는 수차구조물에 있어서, 상기 수차구조물의 각 유닛을 구성하는 중간벽체에 공기단축 및 콘크리트 타설량을 줄이기 위해 일정 공간으로 구획 형성되어 해수를 채우는 해수 속채움 구역을 형성하고, 상기 중간벽체의 전,후를 통해 형성되고 해수 속채움 구역과 연통되어 해수 측과 호수 측의 해수를 유통시켜 해수 측과 호수 측의 어류가 드나들 수 있도록 하는 제 1어도 및 제 2어도를 형성한 것을 특징으로 하는 조력발전소의 수차구조물의 어도.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 중간벽체에 형성된 제 1어도 및 제 2어도는 어류의 유영특성에 따라 중간벽체의 수직방향으로 하여 일정간격을 두고 복수로 형성된 것을 특징으로 하는 조력발전소의 수차구조물의 어도.
  3. 조력발전소의 각 유닛으로 하여 구축되는 수문구조물에 있어서, 상기 수문구조물의 각 유닛을 구성하는 중간벽체에 공기단축 및 콘크리트 타설량을 줄이기 위해 일정 공간으로 구획 형성되어 해수를 채우는 해수 속채움 구역을 형성하고, 상기 중간벽체의 전,후를 통해 형성되고 해수 속채움 구역과 연통되어 해수 측과 호수 측의 해수를 유통시켜 해수 측과 호수 측의 어류가 드나들 수 있도록 하는 제 1어도 및 제 2어도를 형성한 것을 특징으로 하는 조력발전소의 수문구조물의 어도.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 중간벽체에 형성된 제 1어도 및 제 2어도는 어류의 유영특성에 따라 중간벽체의 수직방향으로 하여 일정간격을 두고 복수로 형성된 것을 특징으로 하는 조력발전소의 수문구조물의 어도.
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